(57)【要約】【課題】適した噴射タイミングで燃料を噴射できる燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】エンジン１に対する燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置１０において、燃料噴射弁６は、高圧ポンプＰ２により供給された燃料を蓄圧するコモンレール１３から供給される燃料を噴射する。ＥＣＵ２は、燃料の圧力を検出する燃料圧力センサ３７と、燃料の温度を検出する燃料温度センサ３５とによって検出された状態に基づいて、燃料噴射弁６に噴射指令を与える。燃料噴射弁６による燃料噴射実行時の燃料圧力の変動値から燃料噴射弁６による燃料噴射量を算出すると共に、噴射指令から燃料噴射が行われるまでの遅れ時間に適した噴射タイミングを、燃料温度又は燃料圧力に応じて制御する。【選択図】図１
2010190187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に対する燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置において、
前記燃料を供給する燃料供給手段と、
前記燃料供給手段により供給された燃料を蓄圧する燃料蓄圧手段と、
前記燃料蓄圧手段から供給される燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段と、
前記蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段と、
前記燃料噴射実行時の前記燃料圧力の変動値から燃料噴射量を算出する噴射量算出手段と、
を備え、
前記燃料噴射制御手段は、パイロット噴射及び前記パイロット噴射に続けてメイン噴射を続けて実行する際に、前記パイロット噴射の圧力変動と、該圧力変動を減衰振動として同定し該減衰振動を示す減衰関数とに基づいて、前記パイロット噴射の圧力変動を低減し、前記パイロット噴射の圧力変動を低減した状態で、該メイン噴射による燃料圧力の変動値から前記メイン噴射の噴射時期を算出する
ことを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記燃料圧力検出手段は、
前記蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間に設けられ、その間の燃料圧力を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コモンレールを用いた燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンに適用される燃料噴射制御装置においては、エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射するインジェクター（以下、燃料噴射弁ともいう）に蓄圧された燃料を供給するコモンレールシステムが多く利用されている。このようなコモンレールシステムでは、瞬時に規定量を噴射させることができるように、高圧ポンプによって加圧された燃料が供給されている。
また、インジェクターの応答性改善によりインジェクターから短い噴射時間で燃料を噴射することができる。このような応答性の高いインジェクターと前述した高圧に蓄圧できるコモンレールを組み合わせることによって燃料を勢いよく燃焼室に噴射し、燃料を微粒化して、燃焼特性を改善することができる。このように燃焼特性を改善することによって、排出ガスのさらなるクリーン化を図ることが行われている。
【０００３】
また、ディーゼルエンジンでは、噴射される燃料の量とその噴射時期によって出力特性及び燃料消費率が左右される。つまり、必要な量の燃料を必要とされるときにエンジンに供給するためには、燃料噴射制御装置では燃料の噴射量と噴射時期を適切に管理することが必要とされている。
【０００４】
このようなディーゼルエンジンに適した燃料噴射制御装置において、噴射される燃料の量の制御に関するいくつかの技術が存在する（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０７−５４７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、燃料噴射制御装置では、コモンレールに蓄圧された燃料は、各インジェクターから多段噴射される。
特許文献１の技術によれば、そのような燃料圧力の変動に影響されずに適切な噴射を行うために、インジェクター内にオリフィスを設けて、その燃料噴射を安定化させる方法が開示されている。しかしながら、燃料の噴射間隔を短くして連続噴射する場合に、先に行った噴射により生じた燃料圧力の変動が次の噴射タイミングになっても収斂しない場合が生じる。このように、次の噴射まで燃料圧力変動が継続する状態において検出された燃料圧力からは、噴射状態を特定することができず、安定な燃料噴射制御が行いにくいという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、燃料圧力変動に影響されずに安定な燃料噴射を行える燃料噴射制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記問題を解決するために、請求項１に記載した発明は、内燃機関（例えば、実施の形態におけるエンジン１）に対する燃料の噴射を制御する燃料噴射制御装置（例えば、実施の形態における燃料噴射制御装置１０）において、前記燃料を供給する燃料供給手段（例えば、実施の形態における高圧ポンプＰ２）と、前記燃料供給手段により供給された燃料を蓄圧する燃料蓄圧手段（例えば、実施の形態におけるコモンレール１３）と、前記燃料蓄圧手段から供給される燃料を噴射する燃料噴射手段（例えば、実施の形態における燃料噴射弁６）と、前記燃料噴射手段を制御する燃料噴射制御手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２）と、前記蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間の燃料圧力を検出する燃料圧力検出手段（例えば、実施の形態における燃料圧力センサ３７）と、前記燃料噴射実行時の前記燃料圧力の変動値から燃料噴射量を算出する噴射量算出手段（例えば、実施の形態におけるＥＣＵ２）と、を備え、前記燃料噴射制御手段は、パイロット噴射及び前記パイロット噴射に続けてメイン噴射を実行する際に、前記パイロット噴射の圧力変動と、該圧力変動を減衰振動として同定し該減衰振動を示す減衰関数とに基づいて、前記パイロット噴射の圧力変動を低減し、前記パイロット噴射の圧力変動を低減した状態で、該メイン噴射による燃料圧力の変動値から前記メイン噴射の噴射時期を算出することを特徴とする燃料噴射制御装置である。
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、燃料噴射制御手段は、パイロット噴射とメイン噴射を続けて実行する際に、パイロット噴射の圧力変動と、その圧力変動を減衰振動として同定し、その減衰振動を示す減衰関数とに基づいて、パイロット噴射の圧力変動を低減する。燃料噴射制御手段は、パイロット噴射の圧力変動を低減した状態で、そのメイン噴射による燃料圧力の変動値からメイン噴射の噴射時期を算出する。
そして、メイン噴射により生じる燃料圧力の変動値からメイン噴射の噴射時期を算出することができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、前記燃料圧力検出手段（例えば、実施の形態における燃料圧力センサ３７）は、前記蓄圧手段と前記燃料噴射手段との間に設けられ、その間の燃料圧力を検出することを特徴とする。
請求項２に記載した発明によれば、燃料圧力検出手段は、蓄圧手段と燃料噴射手段との間の燃料圧力を検出することができる。燃料噴射手段に供給される燃料圧力の変動を的確に検出することができ、検出された燃料圧力に基づいた燃料噴射制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１及び請求項２に記載した発明によれば、燃料圧力変動に影響されずに安定な燃料噴射を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態における燃料噴射制御装置を示すブロック図である。
【図２】本実施形態における燃料噴射時の圧力変動を示すタイミングチャートである。
【図３】本実施形態における燃料圧力検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（第１実施形態）
図１を参照し本発明における実施形態の燃料噴射制御装置１０について説明する。燃料噴射制御装置１０は、図示されない車両に搭載されるディーゼルエンジン（以下、「エンジン１」という）に適応され、エンジン１の燃焼室に供給される燃料の圧力を制御する。
【００１４】
燃料タンク１１は、エンジン１に供給される燃料が収容される。その燃料タンク１１内には、低圧ポンプＰ１が設けられている。
低圧ポンプＰ１には、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２に接続されているモータＰ１−Ｍが設けられている。低圧ポンプＰ１は、ＥＣＵ２によってモータＰ１−Ｍが制御され、エンジン１の運転中に常時作動する電動ポンプであり、燃料タンク１１内の燃料を所定圧（例えば、０．５ＭＰａ（メガパスカル））まで増圧して吐出する。
低圧ポンプＰ１の吸入側にはフィルタ１７が設けられ、吐出側には燃料供給路１２が接続される。接続される燃料供給路１２には、ＥＣＵ２からの制御によって燃料の温度制御を行うヒータを備えるフィルタ１８と、同じくＥＣＵ２からの制御によって低圧ポンプＰ１から供給される燃料の流量を制御する電磁流量制御弁２１とが順次設けられている。
【００１５】
フィルタ１８と電磁流量制御弁２１の間の燃料供給路１２には、燃料タンク１１に燃料を戻す燃料戻し路１６が分岐接続される。燃料戻し路１６には、燃料供給路１２の圧力制御を行う圧力制御弁２２が介装されている。圧力制御弁２２は、燃料供給路１２の圧力が前述の所定圧を超えたときに開弁して燃料戻し路１６を介して燃料を燃料タンク１１内に戻す。
また、フィルタ１８と電磁流量制御弁２１の間の燃料供給路１２において、燃料戻し路１６の接続部と電磁流量制御弁２１との間には、燃料温度センサ３５が設けられている。燃料温度センサ３５は、低圧ポンプＰ１から吐出された燃料の温度を検出し、検出された温度を表す検出信号ＳｇＴｅｍｐをＥＣＵ２に出力する。
【００１６】
電磁流量制御弁２１の下流側には、高圧ポンプＰ２が接続され、高圧ポンプＰ２の吐出側には高圧配管１３ａを介してコモンレール１３が接続されている。高圧ポンプＰ２は、低圧ポンプＰ１から供給される燃料をさらに増圧してコモンレール１３に供給する。高圧ポンプＰ２によって吐出される燃料は、電磁流量制御弁２１において流量制御されることにより、その圧力が制御されることとなる。
【００１７】
コモンレール１３の戻し路側には、高圧配管１３ｄが接続され、この高圧配管１３ｄには、燃料戻し路１６が接続されている。高圧配管１３ｄには、電磁圧力制御弁２３が設けられ、電磁圧力制御弁２３から燃料戻し路１６までは、燃料戻し路１４で接続されている。
この電磁圧力制御弁２３は、機械的に動作する機能と、接続されるＥＣＵ２からの制御によって電気的に動作する機能を有している。機械的な動作では、高圧ポンプＰ２の運転により燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘ（例えば、２００ＭＰａ（メガパスカル））を超えたときに、開弁する。これにより、コモンレール１３内の燃料が燃料タンク１１内に戻され、燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定圧Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘまで低減される。また、電気的動作では、必要に応じて出力されるＥＣＵ２からの減圧指示にしたがって弁が開放されることにより、コモンレール１３内に蓄圧された燃料を放出し減圧することができる。
【００１８】
また、コモンレール１３は、高圧ポンプＰ２によって加圧され供給される燃料の量と、電磁圧力制御弁２３などで放出され減圧される量とをバランスさせることによって、その内部空間を高圧の状態（例えば、２００ＭＰａ（メガパスカル））で蓄える燃料室となる。
このコモンレール１３には、エンジン１に燃料を噴射する４つの燃料噴射弁６−１〜６−４（以下、まとめて表すときには、「燃料噴射弁６」という。）に燃料を供給する高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４が接続されている。
燃料噴射弁６は、ＥＣＵ２からの制御信号などにより開弁してコモンレール１３から供給される燃料をエンジン１の燃焼室内に噴射する。
【００１９】
高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４のコモンレール１３への接続点付近には、オリフィス１３ｃ−１〜１３ｃ−４（以下、まとめて表すときには、「オリフィス１３ｃ」という。）がそれぞれ設けられる。このオリフィス１３ｃは、燃料噴射弁６からの燃料噴射によって生じる高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４における燃料圧力の圧力変動によって起こる、コモンレール１３の圧力変動の影響を低減させることができる。
また、そのオリフィス１３ｃの下流側には、燃料圧力センサ３７−１〜３７−４（以下、まとめて表すときには、「燃料圧力センサ３７」という。）がそれぞれ取り付けられる。この燃料圧力センサ３７は、オリフィス１３ｃの下流側の燃料圧力を検出する。燃料圧力センサ３７は、検出された圧力を示す検出信号ＳｇＰをＥＣＵ２に出力する。
【００２０】
燃料戻し路１５は、それぞれの燃料噴射弁６からの燃料の戻り路を示し、並列に接続されるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５を介して低圧ポンプＰ１とフィルタ１８との間の燃料供給路１２に接続されている。
この燃料戻し路１５の途中に設けられるチェック弁２４と圧力制御バルブ２５は、燃料噴射弁６からの排出油の圧力を一定に調整する。圧力制御バルブ２５は、エンジン１の運転開始時には、燃料供給路１２から燃料噴射弁６に至る燃料戻し路１５を燃料供給路１２に接続される低圧ポンプＰ１によって加圧させる働きも有する。
【００２１】
ＥＣＵ２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM）およびＩ／Ｏ（Input/Output）インターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成される。
ＥＣＵ２は、エンジン１に設けられたクランク角センサ３３によって検出されるエンジン１のクランク角度情報ＳｇＤｅｇから、燃料噴射弁６での燃料噴射タイミングを制御する。また、ＥＣＵ２は、前述した燃料温度センサ３５からの検出信号ＳｇＴｅｍｐ、燃料圧力センサ３７からの検出信号ＳｇＰなどの検出信号に応じてエンジン１の運転状態を判断し、電磁流量制御弁２１、電磁圧力制御弁２３、低圧ポンプＰ１を制御することによりコモンレール１３の圧力を制御するとともに、燃料噴射弁６を開閉動作させることにより燃料噴射量制御を実行する。
【００２２】
ＥＣＵ２では、その検出された燃料圧力に基づいて、コモンレール１３内の燃料圧力である燃料圧力Ｐｒａｉｌ及び燃料噴射弁６による燃料噴射によって生じる燃料圧力変動を導く。
なお、燃料圧力センサ３７は、各高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４にそれぞれ独立に設けられる形態を例示し、それぞれの燃料圧力センサ３７が独立に燃料圧力を検出することとしたが、少なくとも高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４のうちいずれか１箇所に設けた燃料圧力センサ３７が、コモンレール１３及び各高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４の燃料圧力を検出することも可能である。その際、ＥＣＵ２は、１つの燃料圧力センサ３７によって検出された検出信号から、コモンレール１３及び他の高圧配管１３ｂの燃料圧力を導く処理を行う。
【００２３】
以上に示した構成により、この燃料噴射制御装置１０では、電磁流量制御弁２１により流量制御される高圧ポンプＰ２の運転状態、電磁圧力制御弁２３の開閉状態、および燃料噴射弁６の開閉状態により、コモンレール１３の燃料圧力Ｐｒａｉｌが所定の設定値Ｐｒａｉｌ＿ｍａｘを上限とする範囲内で制御される。
なお、図１で示される実線での接続は、燃料系の配管を示し、一点鎖線での接続は、電気信号による制御線での接続を示すものとする。また、燃料タンク１１内に低圧ポンプＰ１が設けられていることとしたが、低圧ポンプＰ１を燃料タンク１１の外に配置したものでも良い。
【００２４】
続いて、本発明の燃料噴射制御装置１０における燃料噴射時の燃料圧力変動と燃料噴射量の関係について説明する。
図１に示した燃料圧力センサ３７は、高圧配管１３ｂ−１〜１３ｂ−４内に設けられたオリフィス１３ｃの下流部の圧力を検出する。燃料噴射により噴射される燃料の量は、式（１）に示される関係が成立する。
【００２５】
【数１】
2010190187.tif 000003
【００２６】
式（１）において、Ｃが流量係数を示し、Ａが燃料噴射弁６の開口面積を示し、ΔＰが燃料噴射弁６に供給される燃料圧力とエンジン１の燃焼室内の圧力との差を示し、ρが液体の密度を示し、Ｑが燃料噴射弁６から噴射される燃料の噴射量、Ｔｉが燃料噴射弁６に印加される燃料噴射指令の継続時間を示す。
この式によって示される流量Ｑは、燃料噴射指令Ｔｉを継続する時間に比例する。
一方、燃料噴射指令Ｔｉを継続して出力する時間を所定の値に定めた場合、流量Ｑは、圧力差ΔＰの関数となる。また、コモンレール１３における燃料圧力に変化がないとすれば、圧力差ΔＰは、燃料噴射弁６に供給される燃料圧力の変化に依存する。すなわち、流量Ｑは、燃料噴射弁６に供給される燃料圧力の変化量（ΔＰ）に依存して変化する。
【００２７】
図２は、燃料噴射制御装置１０における燃料噴射時の燃料圧力の変動を示すタイミングチャートである。
（ａ）は、燃料噴射制御装置１０のＥＣＵ２が燃料噴射弁６に対して出力する燃料噴射指令Ｔｉを示す制御信号ＳｇＴｉの変化を示す波形ｇ２１である。ＥＣＵ２は、制御信号ＳｇＴｉに時刻ｔ０から時刻ｔ１までハイレベルを出力し、その間燃料噴射弁６に燃料噴射指令を与える。この波形によって示される範囲では、分割噴射における先の噴射（パイロット噴射）のための燃料噴射指令Ｔｉが示される。
（ｂ）は、ＥＣＵ２から燃料噴射弁６に対して出力された燃料噴射指令Ｔｉによって、燃料噴射弁６が燃料噴射を行い、その燃料噴射によって変動する燃料圧力の波形ｇＰ（ｎ−１）を示す。また、波形ｇＬＰ（ｎ−１）は、燃料圧力ＳｇＰの値に基づいた演算から導かれる値を示す。
【００２８】
（ｃ）は、波形ｇＰ（ｎ−１）によって示される燃料圧力ＳｇＰの値に基づいた演算から導かれる波形ｇｄＰ(ｎ-１)と、その波形ｇｄＰ(ｎ-１)を反転した波形ｇｄＰ(ｎ-１)’を示す。また、波形ｇＰ（ｎ−１）を減衰振動と同定し、減衰振動の減衰率を示す減衰曲線ｇＰｅ（ｎ−１）を合わせて示す。
（ｄ）は、上記の波形ｇＰ（ｎ−１）によって示された燃料噴射のサイクル（ｎ−１）の次のサイクル（ｎ）の燃料噴射における燃料噴射によって変動する燃料圧力の波形ｇＰ（ｎ）を示す。合わせて示される波形ｇＰｉ（ｎ−１）’は、検出された燃料圧力の波形ｇＰ（ｎ−１）を減衰振動特性によって同定することにより得られる周期性の変動する波形ｇＰｉ（ｎ−１）を反転して示す。また、波形ｇＰｃ（ｎ）は、検出された燃料圧力の波形ｇＰ（ｎ）から、サイクル（ｎ−１）における同定によって導かれた値（波形ｇＰｉ（ｎ−１）’参照）を加算することにより導かれた値を示す。
【００２９】
このタイミングチャートを時間経過にしたがって、各波形によって示される値の変化を説明する。
時刻ｔ０において、分割噴射による先の噴射（パイロット噴射）のための燃料噴射指令Ｔｉが送出され、制御信号ＳｇＴｉがハイレベルに遷移する。その後、所定の噴射継続時間を経過すると時刻ｔ１で燃料噴射指令Ｔｉの送出を停止する。時刻ｔ０で送出された燃料噴射指令Ｔｉに応じて燃料噴射弁６が応答し、燃料噴射が行われる。燃料噴射弁６では、入力された燃料噴射指令Ｔｉに対して実際に燃料が噴射されるまでの応答遅延、すなわちむだ時間分の遅れをもって燃料噴射が開始される。
【００３０】
時刻ｔ１０は、そのむだ時間が経過して燃料噴射弁６からの燃料噴射が始まるタイミングを示す。この時刻ｔ１０を過ぎると、燃料噴射により燃料圧力ＳｇＰの値は急激に低下する。その燃料圧力ＳｇＰの値の変化を検出することにより、燃料圧力ＳｇＰの値から燃料噴射が開始された時刻ｔ１０を定めることができ、その時刻ｔ１０を基準として得られたデータを参照することが容易となる。この図では、その変化点を基準点ＺＰ１０として示す。
また、時刻ｔ１１を迎えると、燃料噴射指令Ｔｉの送出停止（時刻ｔ１参照）からのむだ時間の遅れを持って、実際の燃料噴射が停止する。燃料噴射弁６からの燃料噴射が停止すると、その後の燃料圧力は、水撃の原理により上昇に転じる。
時刻ｔ１２において、燃料の圧力は燃料噴射を始める前の圧力を経てさらに上昇する。この燃料圧力の変動は、周期的に変化する減衰振動により変化が継続する。
時刻ｔ２０では、分割噴射による次の燃料噴射（メイン噴射）を行うタイミングとなり、燃料噴射弁６から燃料が噴射される。このメイン噴射では、先のパイロット噴射より噴射量が多く、噴射時間も長く継続するので、その間に流出する燃料の量が多い。そのため、燃料圧力も大きく低下する。そして、メイン噴射による燃料噴射が停止すると、その後の燃料圧力は、同じく減衰振動による変化を経て当初の燃料圧力に収斂する。
【００３１】
ここで、ＥＣＵ２は、時刻ｔ０から時刻ｔ２０の間の燃料圧力ＳｇＰ（ｎ−１）の値を連続的に検出し、その値を記憶する。記憶された燃料圧力ＳｇＰ（ｎ−１）の値（波形ｇＰ（ｎ−１）参照）は、短時間の燃料噴射によって生成される周期性の変動による成分と、その燃料噴射によって流出した燃料の量に応じて変化する平均的な燃料圧力の変化とによる成分に分けることができる。
その成分の分離は、燃料圧力ＳｇＰにおける周波数領域の分割によって分離する。まず、記録された燃料圧力の値（波形ｇＰ（ｎ−１）参照）に基づいて低域成分を抽出すると、波形ｇＬＰ（ｎ−１）に示されるように変化する平均燃料圧力を抽出することができる。
波形ｇＰ（ｎ−１）は、この平気燃料圧力に対して周期性を有する変動の成分が重畳されているとすれば、波形ｇＰ（ｎ−１）の値から波形ｇＬＰ（ｎ−１）に示される平均燃料圧力を減算することにより、周期性を有する変動の成分を抽出することができる。その減算処理から導かれた周期性を有する変動の成分を示したものが、（ｃ）に示した波形ｇｄＰ（ｎ−１）になる。
（ｃ）に示した波形ｇｄＰ（ｎ−１）を減衰振動として同定することにより、式（２）のように一般化することができる。
【００３２】
【数２】
2010190187.tif 000004
【００３３】
式（２）において、Ａは振幅、ｂは減衰定数（減衰比と固有角振動数の積）、ωは角速度（式（３）参照）、Ｄｅｌａｙは時間軸のシフト量（燃料噴射指令Ｔｉからの遅延時間）を示す。また、角速度ωは、式（３）の関係を有する。
【００３４】
【数３】
2010190187.tif 000005
【００３５】
式（３）において、Ｔは周期を示す。
この式（２）によって示される波形は、時刻ｔが基準となる時刻に対して正の時間範囲に示される。
【００３６】
波形ｇｄＰ（ｎ−１）を式（２）によって同定した結果に基づいて、その位相を反転させた波形ｇＰｉ（ｎ−１）’を（ｄ）に示す。
式（２）に示す式で同定するために、波形ｇｄＰ（ｎ−１）について次の特徴点を抽出する。
振幅Ａは、波形ｇｄＰ（ｎ−１）における各周期の極小点を示す点ＢＰ１〜ＢＰ３の振幅値によって示される落ち込み量ａ１〜ａ３を抽出する。その落ち込み量ａ１〜ａ３は、記録された圧力変動の値に基づいて導くことができる。それぞれの落ち込み量ａ１〜ａ３が減衰する比率から、減衰定数ｂを導くことができる。
【００３７】
また、周期Ｔは、パイロット噴射によって生じた燃料圧力の低下が復帰するまでの期間、すなわち減衰振動の最初の半周期（２／Ｔ）の２倍の時間とする。
【００３８】
このように燃料噴射によって生じる燃料圧力変動は周期性を有する減衰振動として同定することにより、繰り返される燃料噴射による燃料圧力の変動を、数式によって示すことができる。そして、繰り返し行われる燃料噴射において発生する燃料圧力の変動を、同定結果に基づいて推定することが可能となる。
このことから、式（２）によって導かれる値を、実噴射時の燃料圧力の値から減算すると、周期性の変動成分を相殺することができる。また、式（２）を特定する変数は、記憶領域に割り付けられたテーブルに記録され、必要に応じて更新される。式（２）を特定する変数は、波形を示すデータをそのまま記憶するのではないため、少ない記憶容量であっても精度よく波形を再生することができる。
【００３９】
（ｄ）のタイミングチャートに戻り、次の燃料噴射のサイクル（ｎ）において検出される燃料圧力ＳｇＰ（ｎ）から、そのサイクルにおける平均燃料圧力を導く処理過程を説明する。
上記に示した処理により、パイロット噴射における燃料圧力の周期性変動の波形ｇｄＰ（ｎ−１）から、式（２）に示される減衰振動の特性が導かれ、その特性を特徴付ける変数が記憶領域に割り付けられたテーブルに記憶されている。また、このサイクル（ｎ）の燃料圧力ＳｇＰ（ｎ）を検出し、検出された値から燃料噴射が開始されたタイミング（基準点ＺＰ１１０参照）を抽出することができる。そのタイミングを時刻ｔ１１０とする。
このサイクル（ｎ）の時刻ｔ１１０を基準時刻として、先のサイクル（ｎ−１）における同定によって導かれた変数を参照して、各時刻における標準的な燃料圧力の変動を算定することができる。すなわち、先のサイクル（ｎ−１）の波形ｇｄＰ（ｎ−１）の基準点ＺＰ１０と、このサイクル（ｎ）の基準点ＺＰ１１０を対応付けすることで、その時刻以降に変化する周期性成分を相殺させることが可能となる。
時間軸において、基準点ＺＰ１０と基準点ＺＰ１１０を一致させる。その基準点ＺＰ１１０（時刻ｔ１１０）に続く燃料圧力ＳｇＰ（ｎ）のデータに、基準点ＺＰ１０を時刻の基準点とする式（２）によって導かれる値を減算すると、サイクル（ｎ）の各時刻における平均的な燃料圧力変動を導くことができる。演算によって導かれる平均的な燃料圧力変動を波形ｇＰｃ（ｎ）に示す。
【００４０】
（ｄ）では、パイロット噴射によって発生した燃料圧力変動（波形ｇＰ（ｎ）参照）が、メイン噴射を開始する時刻ｔ１２０になっても収斂せずに変動している状態が示される。さらに、その時の燃料圧力の瞬時値は、演算によって求められた平均燃料圧力（点ＺＰ１２０ｃ）の値より高い値（点ＺＰ１２０参照）が検出される。このような状態では、燃料圧力の瞬時値から直接的に平均燃料圧力を導くことができず、上記に示した一連の処理により平均燃料圧力を導くことが可能となる。平均燃料圧力により、パイロット噴射によって低下したコモンレール１３の圧力を検出することができる。この平均燃料圧力を利用してメイン噴射における燃料噴射量の制御を行うことが可能となる。
さらに、メイン噴射を開始する時刻ｔ１２０が変化し、（ｄ）に示した波形ｇＰ（ｎ）の位相と異なる状態になると、燃料圧力の瞬時値が変化する。このような状態において、平均燃料圧力は大きな変化を示すことなくパイロット噴射の噴射量に依存して低下した燃料圧力を示す。
このように、パイロット噴射開始時の基準燃料圧力を平均燃料圧力から導くことにより燃料圧力の検出精度が向上し、燃料噴射制御の安定性を確保することが可能となる。
【００４１】
なお、波形ｇＰｉ（ｎ−１）’を示すデータは、燃料噴射制御装置１０の系固有の設定値として予め定められたデータとして設定することができる。予め設定することにより、データ生成処理を繰り返して行う必要がなくなり、演算処理の負荷を軽減することができる。
或いは、繰り返し行われる燃料噴射実行時に検出された燃料圧力に基づいて演算処理を行い、その演算処理の結果から燃料圧力の変動値を動的に更新することもできる。
【００４２】
続いて、燃料噴射に影響されない燃料圧力の検出手順について説明する。
図３は、燃料圧力検出処理（燃圧検出処理）を示すフローチャートである。
図２において、定められた時間間隔でサンプリングされた燃料圧力の変化をタイミングチャートに示したが、この図に示される燃料圧力検出処理は、繰り返し行われるそれぞれのサンプリングに対応して行われる一連の処理を示す。
【００４３】
最初に、パイロット噴射工程において燃料圧力センサ３７によって検出された燃料圧力が検出信号ＳｇＰとしてＥＣＵ２に入力され、ＥＣＵ２は、入力された燃料圧力を記憶領域に一時的に記録する（ステップＳａ１）。
ＥＣＵ２は、ステップＳａ１で記録された燃料圧力と、過去のサンプリングによって記録されている燃料圧力のデータを参照して、記憶されているデータに基づいたデジタル信号処理（デジタルフィルタ）により、時系列データの時間に依存する変動を除去するローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行う（ステップＳａ２）
【００４４】
ＥＣＵ２は、燃料噴射（パイロット噴射）が開始されたタイミングを燃料圧力の低下によって検出する。燃料圧力の低下は、ローパスフィルタ処理の結果を参照し、燃料圧力が低下する変化点を検出して燃料噴射が開始された始点を検索する（ステップＳａ３）。
ＥＣＵ２は、検索によって定められた燃料噴射の始点を基準として、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行った平均燃料圧力を、燃料圧力から減算し、燃料噴射によって生じる燃料圧力の変化を示すデータを記録する。記録されたデータは、圧力履歴記憶として記録されるデータとして更新される。この圧力履歴記憶が示すデータを参照し、周期性を有する減衰振動における各周期の極小値を示す時刻の燃料圧力の変化量（落ち込み量ａ１〜ａ３）を検出する（ステップＳａ４）。
【００４５】
次に、ＥＣＵ２は、この圧力履歴記憶によって示されるデータを参照し、パイロット噴射によって発生する燃料圧力が低下した後に、もとの圧力に復帰するまでの期間、すなわち減衰振動の最初の半周期（２／Ｔ）の期間を検出し、その２倍の期間を減衰振動の周期Ｔとする（ステップＳａ５）。
ＥＣＵ２は、この圧力履歴記憶によって示されるデータを参照し、減衰振動の振幅が予め定められる所定の値の範囲に継続することを検出し、減衰振動の終点とする（ステップＳａ６）。
上記の手順により特定された圧力履歴記憶の特徴に基づいて、減衰振動として同定する。ＥＣＵ２は、抽出された圧力履歴記憶の特徴から、式（２）によって定められる変数を定め、記憶領域にその変数を記録する（ステップＳａ７）。
【００４６】
燃料圧力センサ３７によって検出されたエンジン１の運転状態における燃料圧力が検出信号ＳｇＰによってＥＣＵ２に入力される。ＥＣＵ２は、入力された燃料圧力の変化からパイロット噴射工程における燃料噴射が行われたタイミングを判定する。判定された燃料噴射の始点と、圧力履歴記録の始点とを一致させ、それぞれの始点並びに始点を基準とする時間軸を一致させることができる。始点からの経過時間に応じて検出された燃料圧力に、同定された減衰振動を示す式（２）によって導かれる値を減算することにより、その経過時間における平均燃料圧力が導かれる。同定された減衰振動の値を減算することで、周期性を示す減衰振動を逆位相で相殺できる（ステップＳａ８）。
【００４７】
以上に示された本発明の実施形態によれば、燃料噴射制御装置１０におけるＥＣＵ２は、供給された燃料を蓄圧するコモンレール１３から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁６を制御する。燃料圧力センサ３７は、コモンレール１３と燃料噴射弁６との間の燃料圧力を検出する。ＥＣＵ２は、燃料圧力センサ３７によって検出された燃料噴射実行時の燃料圧力の変動値から燃料噴射量を算出する。
ＥＣＵ２は、パイロット噴射及びメイン噴射を続けて実行する際に、パイロット噴射により生じる燃料圧力の変動値に基づいてパイロット噴射における噴射量を算出する。また、ＥＣＵ２は、メイン噴射により生じる燃料噴射の圧力変動の変動値に含まれるパイロット噴射による圧力変動の変動値を、式（２）によって導かれる推定値に基づいて低減させることができ、メイン噴射により生じる燃料圧力の変動値からメイン噴射の噴射時期を算出することも可能となる。
【００４８】
そして、パイロット噴射開始時の基準燃料圧力を平均燃料圧力から導くことにより燃料圧力の検出精度が向上し、パイロット噴射の燃料圧力変動に影響されずに安定な燃料噴射を行うことができる。
【００４９】
なお、メイン噴射では、先のパイロット噴射より噴射量が多いことからメイン噴射が始まると燃料圧力が大きく低下する。そのため、パイロット噴射後に減衰する燃流圧力の変動量に反して、急に低下する圧力変動が検出される。本実施形態による式（２）を用いた演算結果によって導かれる平均燃料圧力も急に低下する。その変化点を検出することにより、メイン噴射の噴射時期を算出できる。
【００５０】
また、ＥＣＵ２における、燃料圧力センサ３７は、コモンレール１３と燃料噴射弁６との間に設けられ、その間の燃料圧力を検出する。
そして、燃料圧力センサ３７は、コモンレール１３と燃料噴射弁６との間の燃料圧力を検出することができる。燃料圧力センサ３７により、燃料噴射弁６に供給される燃料圧力の変動を的確に検出することができ、検出された燃料圧力に基づいた燃料噴射制御を行うことができることから、パイロット噴射の燃料圧力変動に影響されずに安定な燃料噴射を行うことができる。
この同定した式（２）を用いて演算する方法では、波形データを記憶する方法に比べて、少ない記憶容量で処理することが可能であるほかに、周期が変動する場合であっても中間値を求めることが容易である。それに対し、波形データを記憶する方法の場合には更に記憶容量が必要になる。
【００５１】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、本発明の燃料噴射制御装置１０における、燃料圧力センサ３７は、燃料噴射弁６に対応して設けられるものとして説明したが、少なくとも１つの燃料圧力センサ３７によって、複数の燃料噴射弁６の噴射によって変動する燃料圧力変動を検出することとしても良い。その燃料圧力センサ３７の設置箇所は、オリフィス１３ｃの下流に配置することが好適であるが、目的の変動量を検出することができる場所に設けることとしても良い。
【００５２】
また、オリフィス１３ｃを例に示し、コモンレール１３と高圧配管１３ｂの間に流量を制限する抵抗成分を設けた。この抵抗成分には、オリフィス１３ｃ以外にも目的の流量制御を行える構造のものであれば選択可能である。
【００５３】
また、高圧配管１３ｂ内に設けられるオリフィス１３ｃの配置は、コモンレール１３側に近い位置とすることが好適である。
また、燃料圧力センサ３７の配置は、オリフィス１３ｃに近い下流部側とすることが好適である。
また、メイン噴射に先立って行われるパイロット噴射の回数は、１回に限定されることなく、複数回に分割することは可能である。
【００５４】
また、本実施形態では、燃料噴射弁６の数を４個、コモンレール１３の数を１個として説明しているが、それぞれ４個と１個に制限されるものではなく、エンジン１の構成によってその数量は任意に設定することができる。
また、エンジン１はディーゼルエンジンであることとして説明したが、この燃料噴射制御装置１０はガソリンエンジンに対する適応も可能である。
また、本発明は、船外機のような船舶推進機用の内燃機関を含む、様々な産業用の内燃機関に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１  エンジン（内燃機関）
２  ＥＣＵ（噴射量算出手段）
６  燃料噴射弁（燃料噴射手段）
１０  燃料噴射制御装置（燃料噴射制御装置）
１３  コモンレール（燃料蓄圧手段）
３７、３７−１〜３７−４  燃料圧力センサ（燃料圧力検出手段）
Ｐ２  高圧ポンプ（燃料供給手段）
【図１】
2010190187.tif 000006
【図２】
2010190187.tif 000007
【図３】
2010190187.tif 000008